(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＭ過堆積によるＤＰＦの強制再生時期までの予測時間の判定と告知、及び排ガス流量値やＤＰＦ差圧値の異常による不具合の判定。【解決手段】ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量と燃料流量によって算出した排ガス流量値に対するＤＰＦの上流側と下流側の差圧値の相関関係から適宜間隔で作用点を抽出してＤＰＦ内のＰＭ堆積の近似線図を作成する近似線図作成手段と、この近似線図の傾きの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出する強制再生時期算出手段と、この強制再生時期をオペレータに告知する強制再生時期告知手段とを設けたことを特徴とする。また、ＤＰＦの故障やセンサの異常等による不具合判定を行う不具合判定手段とを設けたことを特徴とするエンジンのＤＰＦ再生制御装置の構成とする。【選択図】図４
2010255526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量と燃料流量によって算出した排ガス流量値に対するＤＰＦの上流側と下流側の差圧値の相関関係から適宜間隔で作用点を抽出してＤＰＦ内のＰＭ堆積の近似線図を作成する近似線図作成手段と、この近似線図の傾きの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出する強制再生時期算出手段と、この強制再生時期をオペレータに告知する強制再生時期告知手段とを設けたことを特徴とするエンジンのＤＰＦ再生制御装置。
【請求項２】
ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量と燃料流量によって算出した排ガス流量値に対するＤＰＦの上流側と下流側の差圧値の相関関係から適宜間隔で作用点を抽出してＤＰＦ内のＰＭ堆積の近似線図を作成する近似線図作成手段と、この近似線図の傾きの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出する強制再生時期算出手段と、ＤＰＦの故障やセンサの異常等による不具合判定を行う不具合判定手段とを設けたことを特徴とするエンジンのＤＰＦ再生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのＤＰＦ再生制御装置に関し、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、排ガス中のパティキュレートをＤＰＦにて捕集し堆積したときに自動再生処理を行うもの等に属する。
【背景技術】
【０００２】
主としてディーゼルエンジンで駆動される車両においては、排ガス管路に排ガス中に含まれる粒子状物質としてのパティキュレート（以下ＰＭという）を捕集するためＤＰＦを設置している。このＤＰＦはＰＭが一定量堆積した際には、車両の走行時にＤＰＦで捕集されたＰＭを燃焼させてＤＰＦを自動的に再生する自動再生処理、又は車両を停車させて手動によりＤＰＦを清掃してＰＭを除去する手動再生処理を行い、ＰＭの堆積によるＤＰＦの故障を回避している。
【０００３】
かかるＤＰＦの再生処理に関する技術の一つとして、例えば、特許文献１の発明が開示されている。
この発明においては、再生制御装置によってＤＰＦの再生完了が判定されたとき、捕集量推定手段の推定値に基づいてＤＰＦ内に堆積された灰分（アッシュ）の堆積量を算出して、この灰分堆積量算出値に基づきＰＭ捕集量の推定値、又は閾値を補正して次回の自動再生条件を補正し、灰分の堆積量を除く捕集量が所定値を越えたときに次回の自動再生処理を作動させて、ポスト噴射によってＰＭを燃焼させＤＰＦの再生を行うように構成させている。
【０００４】
このようにＰＭ捕集量の閾値の算出根拠となる灰分堆積量として、ＤＰＦの再生完了時点での灰分堆積量を用いているが、その灰分堆積量を推定する手段としての差圧センサによる推定では、元々灰分堆積量はＰＭに比べて少ないため、ＰＭ再生終了時点におけるＤＰＦ前後の差圧は小さくなり、精度の良い灰分堆積量の推定は困難であった。従って、推定された灰分堆積量算出値に基づいてＰＭ捕集量の推定値の補正、又は判定閾値の補正を行っても、ＤＰＦのＰＭ捕集量を精度良く推定できず、ＰＭ捕集量がＤＰＦ再生差圧値以下の場合であっても自動再生開始の指令が出される事態が発生し易く、ＤＰＦ再生判定、ＤＰＦ故障判定等の精度が低くならざるを得ない。
【０００５】
このため、これらのＤＰＦ再生判定やＤＰＦ故障判定等の精度が低くなる不具合を是正するための技術の一つとして、例えば、特許文献２の発明が開示されている。
この発明においては、ＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼させて再生するＤＰＦ再生処理制御手段において、車両走行時にＤＰＦを自動再生する自動再生実施点の差圧値と堆積灰分量との関係線を予め設定すると共に、灰分量がゼロの新品状態において定められるＰＭ過堆積閾値をＰＭ過堆積の初期閾値とし、差圧計測値に相当する自動再生差圧値及び該差圧値に対応する灰分量により初期閾値を補正して算出した補正閾値を用いてＰＭ過堆積の有無を判断することにより、ＤＰＦの差圧値から灰分堆積量部分を除いたＰＭだけの堆積状況を高精度で検知することが可能となって、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの故障の有無判定精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８３０３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記の如く、灰分の堆積量の変化を精度良く検出すると共に、この灰分の堆積量を盛り込みＰＭ過堆積の閾値を変化させてＰＭ過堆積の有無を判断して、ＤＰＦの差圧値から灰分堆積量部分を除いたＰＭだけの堆積状況を高精度で検知することを可能とするものでは、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの故障の有無判定精度を向上させることはできるが、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの強制再生時期（自動）までの予測時間を高精度で判定することはできないため、オペレータの強制再生時期の認識を可能とし、そのときの状態に応じた手動再生等による作業展開を図ることができ難いものであった。
【０００８】
そこで本発明は、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの強制再生時期までの予測時間を高精度で判定すると共に、この予測時間をオペレータに告知することを可能にしようとするものである。また、排ガス流量値やＤＰＦ差圧値の異常による不具合の判定についても可能にしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量と燃料流量によって算出した排ガス流量値に対するＤＰＦの上流側と下流側の差圧値の相関関係から適宜間隔で作用点を抽出してＤＰＦ内のＰＭ堆積の近似線図を作成する近似線図作成手段と、この近似線図の傾きの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出する強制再生時期算出手段と、この強制再生時期をオペレータに告知する強制再生時期告知手段とを設けたことを特徴とするエンジンのＤＰＦ再生制御装置の構成とする。
【００１０】
このような構成により、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、排ガス流量値とＤＰＦ差圧値の相関関係から作用点を適時間隔で抽出し、この抽出した作用点を拾って近似線図作成手段によってＰＭ堆積近似線図の作成を行い、この作成した近似線図の傾きの状態から時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を強制再生時期算出手段によって算出することができると共に、この強制再生時期を強制再生時期告知手段によってオペレータに告知して認識させることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量と燃料流量によって算出した排ガス流量値に対するＤＰＦの上流側と下流側の差圧値の相関関係から適宜間隔で作用点を抽出してＤＰＦ内のＰＭ堆積の近似線図を作成する近似線図作成手段と、この近似線図の傾きの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出する強制再生時期算出手段と、ＤＰＦの故障やセンサの異常等による不具合判定を行う不具合判定手段とを設けたことを特徴とするエンジンのＤＰＦ再生制御装置の構成とする。
【００１２】
このような構成により、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、排ガス流量値とＤＰＦ差圧値の相関関係から作用点を適時間隔で抽出し、この抽出した作用点を拾って近似線図作成手段によってＰＭ堆積近似線図の作成を行い、この作成した近似線図の傾きの状態から時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を強制再生時期算出手段によって算出する。この算出により、ＤＰＦの故障等による不具合の判定と、センサ等の異常による不具合の判定とを不具合判定手段によって行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、上記作用の如く、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、排ガス流量値とＤＰＦ差圧値の相関関係により、排ガス流量が変化してもその時のＤＰＦの差圧から適時間隔で抽出した作用点を拾って作成したＰＭ堆積近似線図の傾き状態により、ＰＭ堆積のレベルを的確に把握することができるから、このレベルの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出することが可能となり、ＤＰＦの強制再生時期までの予測時間を高精度で判定することができる。そして、この強制再生の予測時間をオペレータに告知を行い認識させることにより、オペレータの判断によって、そのときの状態に応じ如何様にも手動再生等による作業展開を図ることを可能とすることができる。
【００１４】
請求項２の発明では、上記作用の如く、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、排ガス流量値とＤＰＦ差圧値の相関関係により、排ガス流量が変化してもその時のＤＰＦの差圧から適時間隔で抽出した作用点を拾って作成したＰＭ堆積近似線図の傾き状態により、ＰＭ堆積のレベルを的確に把握することができるから、このレベルの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出することが可能となり、ＤＰＦの強制再生時期までの予測時間を高精度で判定することができる。そして、ＤＰＦの故障発生等による不具合の判定と、センサ等の異常発生による不具合の判定を行うことにより、ＤＰＦやセンサ等の異常による故障状態を的確に確認することを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コモンレールによる蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンを示すシステム図。
【図２】三種類の制御モードによるエンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図。
【図３】コモンレール式ディーゼルエンジンの機能的レイアウト状態を示すシステム図。
【図４】排ガス流量値とＤＰＦ上下流間の差圧値との相関関係から作用点を抽出したＰＭ堆積による近似線図の作成状態を示す線図。
【図５】排ガス流量値とＤＰＦ上下流間の差圧値との相関関係から作用点を抽出したＰＭ堆積による近似線図に対し、ＤＰＦの故障発生とセンサの異常発生等を警報報知するエリア状態を示す線図。
【図６】トラクターにおける全体構成を示す側面図。
【図７】コンバインにおける全体構成を示す側面図。
【図８】従来の昇温ステップ曲線に対し慣性力昇温ステップ曲線の方が排気温度の上昇時間が速くなる状態を示す線図。
【図９】１シーズンの予定稼働時間をＤＰＦ制御ＥＣＵによる事前メモリーから予測して警告メッセージを表示させる段階閾値を示す線図。
【図１０】トラクターのボンネットフードの内側に沿うよう平板状の外形を有するＤＰＦを配置した状態を示す概略側面図。
【図１１】（ａ）平板状の外枠函に支持板により傾斜支持されたＤＰＦの形成状態を示す側断面図。
【００１６】
（ｂ）平板状の外枠函に支持板により傾斜支持されたＤＰＦの形成状態を示す正断面図。
【図１２】（ａ）コンバインに搭載したＤＰＦを有するディーゼルエンジンにおける全体構成を示す側面図。
【００１７】
（ｂ）コンバインに搭載したＤＰＦを有するディーゼルエンジンにおける全体構成を示す背面図。
【図１３】アクセルレバーの操作領域を刈取作業帯域と穀粒排出作業帯域に対する回転数の回転変化が鈍感になるよう設定した状態を示す線図。
【図１４】ダイアル型のアクセルスイッチによる走行，刈取，穀粒排出，アイドルの４段階切替えにより選択保持可能な状態を示す平面図。
【図１５】トルクマップが低燃費モードのとき噴射タイミングの確認によりエコランプを点灯させる手順を示すフローチャート。
【図１６】（ａ）エンジン回転数とトルクの関係によりエコ状態を示す線図。
【００１８】
（ｂ）エコランプ，モードランプ，進角インジケータを設けたメータパネルの状態を示す平面図。
【図１７】ハイブリッドシステムによりＤＰＦの強制再生を行うものにおいて電子制御エンジンと電動モータの２系統の動力源による構成を示すブロック図。
【図１８】ＥＣＵがＤＰＦ再生の必要ありと判断した際には発電機に一定の負荷を発生させると共にＤＰＦ強制再生モードを実行させる手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量と燃料流量によって算出した排ガス流量値及びＤＰＦの上流側と下流側の差圧値の関係から適時間隔で作用点を抽出してＰＭ堆積の近似線図を作成する近似線図作成手段と、この近似線図の傾きの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出する強制再生時期算出手段と、この強制再生時期をオペレータに告知する強制再生時期告知手段とを設ける。また、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量と燃料流量によって算出した排ガス流量値及びＤＰＦの上流側と下流側の差圧値の関係から適時間隔で作用点を抽出してＰＭ堆積の近似線図を作成する近似線図作成手段と、この近似線図の傾きの時間関数によりＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットまでの予測時間を算出する強制再生時期算出手段と、排ガス流量値やＤＰＦ差圧値の異常による不具合判定を行う不具合判定手段とを設ける。
【００２０】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
コモンレール式ディーゼルエンジンＥついて、図１のシステム図によりその概要を示す如く、コモンレール式（蓄圧式燃料噴射方式）とは、各気筒への燃料噴射を要求圧力に調整して供給するコモンレール１（蓄圧室）を介して行うものである。
【００２１】
燃料タンク３内の燃料は吸入通路により燃料フィルタ７を介して該エンジンＥで駆動される高圧ポンプ４に吸入され、この高圧ポンプ４によって加圧された高圧燃料は吐出通路８によりコモンレール１に導かれ蓄えられる。
【００２２】
該コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒５数分インジェクター６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各気筒５毎にインジェクター６が開弁作動して、高圧燃料が該エンジンＥの各燃焼室内に噴射供給され、各インジェクター６での余剰燃料（リターン燃料）は各燃料戻し管１０により共通の燃料戻し通路１０ａへ導かれ、この燃料戻し通路１０ａによって燃料タンク３へ戻される。
【００２３】
また、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御するため高圧ポンプ４に圧力制御弁１１が設けられており、この圧力制御弁１１はＥＣＵ１００からのデューティ信号によって、高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料の燃料戻し通路１０ａの流路面積を調整するものであり、これによりコモンレール１側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧を制御することができる。
【００２４】
具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧センサ２により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してコモンレール圧をフィードバック制御する。
【００２５】
農作業機に搭載したコモンレール式ディーゼルエンジンＥのＥＣＵ１００は、図２に示す如く、回転数と出力トルクの関係において、回転数の変動で出力も変動するドループ制御と、負荷が変動しても回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御と、アイソクロナス制御が負荷限界近くになると回転数を上昇させ出力を上げる重負荷制御とによる三種類の制御モードを設定している。
【００２６】
ドループ制御は走行モード（Ａ）として、農作業を行わず移動走行する場合に使用するものであり、例えば、ブレーキを掛けて走行速度を減速したり停止したりすると、この走行負荷の増大に伴ってエンジン回転数が低下するため走行速度の減速や停止を安全に行うことができる。
【００２７】
アイソクロナス制御は通常作業モード（Ｂ）として、通常の農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるとき、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するものでオペレータが楽に操縦できる。
【００２８】
重負荷制御は重作業モード（Ｃ）として、特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクターで耕耘作業を行っている際に、特に、固い耕地に遭遇してもエンジン出力が通常の限界を越えて増大するので作業を中断するようなことがない。
【００２９】
従来、ディーゼルエンジンでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジン特有の、所謂ノック音を低減することが知られている。
【００３０】
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回乃至２回に固定して行われるものであったが、前記コモンレール１のシステムを用いることで、エンジンの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できる。
【００３１】
図３に示す如く、コモンレール式ディーゼルエンジンＥにおいて、排気マニホールド３４に接続したターボ過給器３５のタービン側から延設した排気管に、ＤＯＣ３６（酸化触媒）の下流側にＤＰＦ３７を配置した排ガスを浄化する後処理装置Ｆを接続すると共に、ＤＰＦ３７の上流側と下流側との圧力差を計測する差圧計３７ａを設置する。また、ターボ過給器３５のコンプレッサ側に設けた吸気管に吸入空気流量を計測するエアフローメーター３８を接続して構成させる。なお、３９は吸気マニホールド、４０はＥＧＲクーラー、４１はＥＧＲバルブを示す。
【００３２】
このような構成により、図４に示す如く、エアフローメーター３８にて計測される空気流量と燃料流量とによって算出した排ガス流量値と、差圧計３７ａにて計測されるＤＰＦ３７の上流側と下流側の差圧値との相関関係から、１分間に１点の間隔で１０個の作用点ｐを抽出し、前記ＥＣＵ１００による近似線図作成手段により１０個の作用点ｐを拾ってＰＭ堆積による近似線図としての傾きａの作成を行い、この近似線図の傾きａの時間関数から強制再生時期算出手段により、ＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットとしての近似線図の傾きｃまでの予測時間を算出する。なお、近似線図の傾きｂはＰＭが堆積していない状態を示すものである。
【００３３】
このように、近似線図作成手段と強制再生時期算出手段とによりＰＭ過堆積によるＤＰＦ３７の強制再生時期までの予測時間を高精度で判定することが可能になると共に、この強制再生時期の予測時間を、強制再生時期告知手段として警告音とディスプレーの画像等によりオペレータに告知して認識させることにより、オペレータの判断によって、時間がない場合や作業が既に終わってしまったような場合等、そのときの都合によっては手動再生を直ちに行いその日の作業を終了させることができる。
【００３４】
また、前記図３に示す如きコモンレール式ディーゼルエンジンＥにおいて、前記図４に示す如く、１０個の作用点ｐを拾ったＰＭ堆積による近似線図の傾きａに対し、図５に示す如く、ＰＭ過堆積による強制再生を行うリミットとしての近似線図の傾きｃ以上のエリアＡではＤＰＦ３７の亀裂発生等による不具合の判定と、ＰＭが堆積していない状態を示す近似線図の傾きｂ以下のエリアＢではセンサ等の異常発生による不具合の判定とを、前記ＥＣＵ１００による不具合判定手段によって判定を行うことにより、エリアＡ及びエリアＢに各々不具合が判定されたときは警報によって不具合を報知すると共に、最悪の場合でも圃場から脱出移動できる程度の出力確保を可能として危険を回避することができる。なお、近似線図の傾きｄは通常状態の再生処理の開始位置を示すものである。
【００３５】
図６は、前記の如きコモンレール式ディーゼルエンジンＥを搭載したトラクターＴの全体構成を示すもので、機体の前後部に前輪１２と後輪１３を備え、機体の前部に搭載した該エンジンＥの回転動力をトランスミッションケース１９の変速装置によって適宜変速して、これら前輪１２と後輪１３に伝えるように構成している。
【００３６】
機体中央であってキャビン１４内のハンドルポスト１５にはステアリングハンドル１６が支持され、その後方にはシート１７が設けられており、該ハンドル１６の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り替える前後進レバー１８が設けられている。この前後進レバー１８を前側に移動させると機体は前進し、後方へ移動させると後進する構成である。２０は足踏みペダルを示す。
【００３７】
ロータリ装置２１は機体後方にリンク２１ａで連結構成されている。トラクターＴは作業機２１を駆動させて機体を走行させることで、圃場内の耕耘等の作業を行うものである。
【００３８】
図７は、前記の如きコモンレール式ディーゼルエンジンＥを搭載したコンバインＣの全体構成を示すもので、車台２２の下部側に土壌面を走行する左右一対の走行クローラ２３を張設した走行装置Ｄを配設すると共に、車台２２上にフィードチェン２４に挟持して搬送供給される穀稈の脱穀を行い、この脱穀された穀粒を選別回収して一時貯留するグレンタンク２５と、このグレンタンク２５に貯留された穀粒を機外へ排出する排穀オーガ２６を備えた脱穀装置Ｇを載置し、この脱穀装置Ｇの後端部に排藁処理装置を装架構成させる。
【００３９】
該脱穀装置Ｇの前方に、前端側から未刈穀稈を分草する分草体２７と、分草された穀稈を引き起こす引起部２８と、引き起こされた穀稈を刈り取る刈刃部２９と、この刈り取られた穀稈を掻き込むと共に、搬送途上において扱深さを調節して搬送される穀稈を引き継いでフィードチェン２４へ受け渡しする供給調節搬送部３０等を有する刈取装置Ｒを、油圧駆動による刈取昇降シリンダにより土壌面に対して昇降自在なるよう車台２２の前端部へ懸架構成させる。
【００４０】
該刈取装置Ｒの一側にコンバインの操作制御を行う操作装置Ｈと、この操作のための操作席３１を設け、この操作席３１の後方側には前記グレンタンク２５を配置し、下方側には該エンジンＥを搭載すると共に、操作装置Ｈと操作席３１を覆うキャビン３２を配置構成させる。コンバインＣは走行装置Ｄを駆動させて操作装置Ｈの操作により機体を走行させることで、刈取装置Ｒと脱穀装置Ｇにより圃場内の刈取脱穀等の作業を行うものである。
【００４１】
また、ＤＯＣ及びＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、ＤＰＦにおける手動再生（無負荷強制再生）時の流れとして、昇温ステップでは、通常は吸気絞りにより排気ガス温度を上昇させ、アフター噴射ステップでは、アフター噴射によりＤＯＣ温度を上昇させ、ポスト噴射ステップでは、ポスト噴射によりＤＰＦの温度を５００度以上に上昇させる作用を行わせるものであるが、昇温ステップからアフター噴射ステップまでに通常５分以上は掛かり、冬場であると暖気運転も含めて１５分程度掛かってしまう。
【００４２】
このため、昇温ステップでの排気温度を上げる時間を短縮するため、その行程の際にトラクターＴのロータリ装置２１やコンバインＣの脱穀装置Ｇ等を、無負荷にて空運転を行い慣性力を大きくすることにより、図８に示す如く、従来の昇温ステップ曲線ｕに対し慣性力昇温ステップ曲線ｖの排気温度の上昇時間が速くなるので、ＤＯＣの下流側温度による目標温度到達時間の短縮を可能とすることができる。
【００４３】
また、トラクターＴやコンバインＣ等における農作業機において、ＤＰＦにＰＭ、特にアッシュが詰まるとＤＰＦを清掃（交換）する必要が生じるが、このような状態が突発的に発生すると、農作業機の場合、作業性が損なわれ、シーズン中にこれら手間の掛かる作業が発生することは好ましくないものである。
【００４４】
このため、強制再生実施後のＤＰＦ上流側の圧力ｗが基準値以上になった場合、図９に示す如く、１シーズンの予定稼働時間をＤＰＦ制御ＥＣＵに事前メモリーしておき、このメモリーされた時間から予測して、１ステップ閾値（軽警告）では、シーズン終了時にアッシュ清掃（交換）を促す警告メッセージを表示させ、２ステップ閾値（重警告）では、作業終了時にアッシュ清掃（交換）を促す警告メッセージを表示させ、３ステップ閾値（異常）では、即座にアッシュ清掃（交換）を促す警告メッセージを表示させる。このように、数段階で警告メッセージを表示させてＤＰＦのアッシュ清掃を行うことにより、作業中断の発生を未然に防止することができると共に、予定のシーズン稼働時間をメモリーする構成により信頼性の向上を図ることができる。
【００４５】
また、従来のＤＰＦの断面形状は円形や楕円形であり、トラクター等の場合では、冷却ファン等の側方位置に配置することが望ましいものであるが、視界確保のためには不都合となるため、残されている方法としてエンジン上部への設置が考えられるが、エンジン上部にも十分なスペースを確保することは困難である。
【００４６】
このため、図１０に示す如く、トラクターのエンジン４５を覆うボンネットフード４２の内側に沿うような平板状の外形を有するＤＰＦ４３を、ターボ過給器４５ａ及びＤＯＣ４４を介してエンジン４５に接続することにより、トラクターの作業に必要な視界を犠牲にすることなく、ＤＰＦ４３の良好な搭載を可能とすることができる。なお、図１１（ａ），（ｂ）にＤＰＦ４３の構造として、平板状の外枠函４３ａに支持板４３ｂにより傾斜支持されたＤＰＦ４３の側断面と正断面の状態を示す。
【００４７】
また、トラクター等の場合では、作業形態により様々な振動の影響が考えられ、セラミック系のＤＰＦでは防振を十分考慮しなければ破損の恐れがあった。
このため、振動に対して強いセラミックフェルト繊維を前記ＤＰＦ４３に用いることにより、ＤＰＦ４３自体は特に防振を考慮せずに取り付けができると共に、平板状のＤＰＦ４３の形状に合わせたセラミックフェルト繊維の折方や支持方法を可能とすることができる。
【００４８】
また、図１２（ａ），（ｂ）に示す如く、コンバインに搭載したＤＰＦ４６を有するディーゼルエンジンにおいて、ターボ過給器４７のタービン側からフライホイル４８側に向け排気管４６ａを接続し、この排気管４６ａを円筒形状のＤＰＦ４６の始端部近傍に水平方向直交状態で挿入固定させると共に、ＤＰＦ４６をフライホイル４８の上方側に平行状態で配置して構成させる。
【００４９】
フライホイル４８の上方側に配置したＤＰＦ４６の終端部近傍に断熱構造としたテールパイプ４６ｂを下側に向け鉛直方向直交状態で挿入固定させると共に、下方側に向け延長したテールパイプ４６ｂをフライホイル４８との干渉を避けるべく折曲して適宜位置ｓまで下降配置させ、この適宜位置ｓからエンジン本体から遠ざかる方向に向け水平状態で延設して構成させる。なお、４９はクランク軸、５０はシリンダブロック、５１はシリンダヘッド、５２はオイルパン、５３はギヤケース、５４は冷却ファンを示す。
【００５０】
このような構成により、フライホイル４８の上方側に平行状態で配置したＤＰＦ４６の円筒断面に対し、排気管４６ａ（入口）とテールパイプ４６ｂ（出口）を直角方向に交差させることにより、搭載性の改善を図り得ると共に、ＤＰＦ４６をターボ過給器４７の直近に配置させることができるから、排気ガス温度の低下を防止してＰＭの燃焼を妨げないようにすることが可能となる。なお、テールパイプ４６を断熱構造としていることにより、手動再生時等においてＰＭ燃焼に伴う高温の排気ガスによる火災を防止することができる。
【００５１】
また、車両ＥＣＵを備えたコンバインにおいては、ＣＡＮからの信号によりアクセル制御が自動で実施されるが、車両ＥＣＵを備えていないコンバインでは手動操作によりアクセル制御を行う必要があるため、その際における回転数の指示は大変煩わしいものである。
【００５２】
このため、車両ＥＣＵを備えていないコンバインにおいて、図１３に示す如く、アクセルレバーによるアクセル開度の操作領域を、刈取作業帯域ｆ及び穀粒排出作業帯域ｇに対する回転数帯の回転数変化が鈍感になるよう設定を行うと共に、その他の回転数帯の回転数変化は敏感になるよう設定を行わせることにより、アクセルレバーの手動操作による刈取作業帯域ｆ及び穀粒排出作業帯域ｇに対する回転数合わせの微調整が容易となる。
【００５３】
また、前記の如く車両ＥＣＵを備えていない、コモンレール式ディーゼルエンジンを搭載したコンバインで、前記の如きレバー型アクセルとは異なるダイアル型のアクセルスイッチ５５を設けているものにおいて、図１４に示す如く、このアクセルスイッチ５５を、走行，刈取，穀粒排出，アイドルの４段階の保持選択が可能な切替スイッチの構成としていることにより、エンジンＥＣＵにてアクセル電圧（エンジン回転数）を切り替え、走行，刈取，穀粒排出，アイドルの回転数を即座に選択することが可能となり操作性の向上を図ることができる。なお、レバー型アクセルとのミニマム選択で使用するよう構成してもよい。
【００５４】
また、コモンレール式ディーゼルエンジンを搭載した農作業機において、従来では、低燃費モードにて負荷率が高くなると回転数低下等が生じるため、使い勝手が良くないものであった。
【００５５】
このため、通常作業用の噴射タイミングを進角させた低燃費マップと高トルクマップの２つのモードを持つシステムにおいて、図１５のフローチャートに示す如く、トルクマップが低燃費モードのときに、噴射タイミングの確認によりエコランプｅの点灯が必要かどうかのチェックを行い、噴射タイミングが一定値（略２度）以上進角した場合、図１６（ａ）に示す如く、エンジン回転数とトルクの関係においてエコモードとなったときは、図１６（ｂ）に示す如く、メータパネル５６にエコランプｅを点灯させると共に、低燃費モードが選択されているときはモードランプｍの点灯によって低燃費モードの表示を行わせる。なお、５６ａは進角インジケータを示す。
【００５６】
このように、低燃費モードにて作業中に、更に噴射タイミングが進角し燃費の良いポイントをオペレータに知らせることで、効率の良い低燃費の作業を可能とすることができる。
【００５７】
また、ＤＰＦの再生には一定以上の排気温度が必要であるため、ローアイドル等における排気温度が低い状態ではＤＰＦの再生は不可能であり、車両停止後に強制再生を行う場合等では、ＤＰＦ再生のためだけに燃料が消費され大変に不経済なものであった。
【００５８】
このため、ハイブリッドシステムによりＤＰＦの強制再生を行うものにおいて、電子制御エンジンと電動モータの２系統を有する農作業機の動力源として、図１７に示す如く、エンジン５７から発電機５８、インバータ５９、バッテリー６０、モータ６１を直列に接続すると共に、排気ガスを浄化する後処理装置Ｊとしてエンジン５７の排気側にＤＯＣ６２とＤＰＦ６３を接続させ、ＤＰＦ６３前後の差圧及び温度の計測によりＤＰＦ６３に対するＰＭ堆積量をＥＣＵ６４にて算出可能に接続して構成させる。なお、ＥＣＵ６４に、ＤＰＦ６３再生用のエンジン運転モードを設定すると共に、ＤＰＦ６３再生時に排気温度が必要温度に達していない場合は発電機５８の負荷率を上げる負荷設定を行わせる。
【００５９】
このような構成により、図１８のフローチャートに示す如く、運転時にＤＰＦ６３の再生を行える排気温度条件であれば現状の運転を行うが、ＥＣＵ６４がＤＰＦ６３再生の必要ありと判断した際には、ローアイドル等排気温度の低い低負荷であった場合、ＥＣＵ６４の制御によって発電機５８に一定の負荷を発生させる共にＤＰＦ６３強制再生モードを実行させ、ＤＰＦ６３再生温度の到達によりＤＰＦ６３の再生終了により再生モードを終了させる。なお、ＤＰＦ６３強制再生モードを実行中に負荷運転が開始された場合は通常の運転に戻す。
【００６０】
このように、ＤＰＦ６３の再生が必要なときに排気温度が一定値以下であっても、発電機５８の負荷率を上げることでエンジン５７に負荷を掛け排気温度の上昇を行うことができる。車両停止後に強制再生を行った場合でもＤＰＦ６３再生に使用した燃料は発電によって電気エネルギーとして取り入れが可能となり、エネルギーの回収を行うことができるため、大変経済的である。なお、エンジン５７とモータ６１の併用により、エンジン５７の使用領域を狭くしてＰＭの排出量を低減することができる。
【００６１】
走行と作業機の両方にエンジン５７の動力を必要としないため、モータ６１と併用することで排気量の小さいエンジン５７の使用が可能となり、燃料消費量が少なくなるので燃料タンクの容量を縮小することができ、これによって生じたスペース内に後処理装置Ｊを設置することができる。
【００６２】
また、前記の如く、ＤＰＦ６３の上流側にＤＯＣ６２を配置して連続再生可能なディーゼル後処理装置を有するディーゼルハイブリッド作業車において、作業車のブレーキに、発電負荷によって車輪に制動を掛ける回生ブレーキを使用することにより、作業負荷が軽くて排気温度が低い状態であってもブレーキに負荷を掛けることによって、エンジン負荷を増大させ排気温度を高く維持することができるから、排気温度が２８０度以上あればＤＰＦ６３がＰＭを捕集しながら燃焼再生ができるため、常時２８０度以上を保持できる負荷条件であれば、手動再生やポスト噴射等の強制再生が不要となる。
【００６３】
例えば、トラクター等において圃場間移動のため路上走行する場合等、エンジン負荷は非常に低く排気温度はＤＰＦ６３を再生できる状態ではなく、ＤＰＦ６３は早期に目詰まりを起し機能しなくなってしまうが、このとき、回生ブレーキにより車輪に制動を掛けながら走行し、エンジン負荷を増大させて排気温度を上昇させれば、路上走行中であってもＤＰＦ６３の連続再生を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
トラクターやコンバイン等の農作業機を始め一般車両にも利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
ｐ．作用点
ａ．近似線図の傾き
ｂ．近似線図の傾き
ｃ．近似線図の傾き
ｄ．近似線図の傾き
Ａ．エリア
Ｂ．エリア
１．コモンレール
２．レール圧センサ
Ｅ．コモンレール式ディーゼルエンジン
Ｔ．トラクター
Ｃ．コンバイン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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